Hauptstromkreis |
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Bei der elektrischen Ausrüstung der
Triebzüge
begannen die grössten Unterschiede der einzelnen Varianten. Je nach
Konfiguration waren die Züge anders gestaltet worden. Das führt dazu, dass
wir uns den Hauptstromkreis in einem eigenen Kapitel ansehen müssen. Eine
Massnahme, die berücksichtigt, dass hier nicht weniger als vier
verschiedene Fahrzeuge vorgestellt werden müssen, die sich einfach in
einer Hülle befanden, die identisch war. Jedoch kann man jetzt auf die einzelnen Baureihen Rücksicht nehmen und so die Angelegenheit mit den vier unterschiedlichen Modellen für den Laien doch noch etwas vereinfachen. Beginnen wir daher bei der elektrischen Ausrüstung, wie bei allen elektrischen Fahrzeugen bei der Fahrleitung.
Doch genau dort wurde es schon kompliziert, denn es gab davon in
Europa vier unterschiedliche
Stromsysteme,
die gerade bei internationalen Liefer-ungen wichtig werden. Es kamen vier verschiedene Fahrleitungen mit drei unterschiedlichen Spann-ungen zur Anwendung. Einzig für die in Frankreich noch verwendete Gleichspannung mit 1 500 Volt Gleichstrom war bei den Staatsbahnen eigentlich kein Fahrzeug vorhanden.
Wobei wir schnell erkennen werden, dass auch diese
Spannung
eigentlich für die
Triebzüge
der Baureihe RABe 524 kein Problem gewesen wären. Jedoch musste die
Spannung auf das Fahrzeug übertragen werden.
Beginnen wir mit dem
Stromabnehmer,
den es bei allen
Triebzügen
gab. Es war das Modell, das bei den
Fahrleitungen
in der Schweiz angewendet wurde. Das Exemplar wurde dabei auf dem Dach des
Moduls C auf der Seite des
Triebkopfes
montiert. Zum Einbau kaum ein
Einholmstromabnehmer,
dessen offene Seite gegen den Triebkopf und das Knie genannte
Gelenk,
gegen das Modul C zeigten. Dadurch konnte man den Stromabnehmer ganz am
Fahrzeugende über dem
Jakobsdrehgestell
montieren.
Der
Einholmstromabnehmer
entsprach den neusten Modellen, wie Sie schon bei den
Triebzügen
RABe 520 verwendet wurden. So wurde auch hier der Bügel mit Hilfe von
Druckluft
gehoben. Das von älteren Modellen her bekannte Spiel mit den
Federn
war auch hier vorhanden, so dass der
Anpressdruck
optimal eingestellt werden konnte. Zudem war eine Höhenbegrenzung
vorhanden, die ein Durchstrecken oder überschlagen des Bügels verhinderte. Entgegenüber den bisher in der Schweiz verbreiteten Einholm-stromabnehmern mit einer Wippenfederung aus Gummi, wurde hier eine Federung mit Schraubenfedern und Reibungsdämpfung installiert.
Damit konnten nahezu gleichbleibende Feder- und
Dämpfungs-eigenschaften und damit ein guter Kontakt mit der
Fahrleitung
erreicht werden. Zudem reduzierten diese
Federn
auch den Auf-wand beim Unterhalt der Bügel. Das Schleifstück wurde zudem mit einer Schleifleistenüber-wachung ausgerüstet. Die Erfassung von gefürchteten Schleif-leistenbrüchen erfolgte mit Druckluft und der Bruch führte dazu, dass der Stromabnehmer gesenkt wurde.
Ergänzend wurde noch ein Schlagschutz montiert, der den
Stromabnehmer
bei einem Schlag ebenfalls sofort senkte. Auch das waren mittlerweile
Massnahmen, die durchaus üblich waren und in einigen Ländern waren sie
sogar vorgeschrieben worden.
Die
Schleifleiste
wurde mit zwei
Schleifstücken
ausgerüstet und hatte eine maximale Breite von 1 450 Millimetern erhalten.
Sie konnten einzeln ausgewechselt werden und bestanden aus
Kohle.
Wegen der grösseren Breite der Schleifleisten mussten jedoch die
Notlaufhörner
isoliert ausgeführt werden. Damit konnten die Züge in der Schweiz ohne
Einschränkung auf allen normalspurigen und mit
Wechselstrom
elektrifizierten Strecken verkehren.
Somit hätten wir den
Stromabnehmer
der Baureihe RABe 523 bereits behandelt. Diese nur für den Einsatz in der
Schweiz bestimmten
Triebzüge
hatten keinen weiteren
Pantographen,
so dass der Zug bei einem Defekt am Stromabnehmer nicht mehr eingesetzt
werden konnte. Jedoch waren in diesem Bereich Schäden selten und eine
Lösung mit nur einem Modell war in der Schweiz bei Zügen im
Regionalverkehr
seit Jahren üblich.
Bei den weiteren Baureihen können wir uns die Betrachtung des
Stromabnehmers
ersparen. Unterschiedlich waren nur die
Schleifleisten und im Fall der Baureihe RABDe 524 die
Farbe. Montiert wurde dieser Bügel auf dem Modul D und somit beim anderen
Triebkopf.
Dabei ist eigentlich nur zu erwähnen, dass dieses Modul bei den Zügen mit
den Nummern 524 101 bis 524 117 ebenfalls ein Modul C war. Doch das ist
eigentlich nebensächlich. Beginnen wir bei den Schleifleisten der Triebzüge RABe 521. Diese konnten in Deutschland verkehren und mussten daher zwingend über einen Stromabnehmer mit Schleifleistenüberwachung verfügen. Die Leisten dieses Bügels besassen eine Breite von 1 950 mm.
Da dieses
Schleifstück
jedoch nicht innerhalb der Verkleidung Platz hatte, musste diese in dem
Bereich angepasst werden. Auch hier kamen wegen der Isolationsstrecken in
der Schweiz isolierte
Notlauf-hörner
zum Einsatz. Nach den Normen für Frankreich baute man den zweiten Stromabnehmer der RABe 522 auf. Die Schleifleisten waren für Fahrten unter Wechselstrom ausgelegt worden. Die Breite entsprach dem Modell für die Schweiz und auch die Ausrüstung mit Kohle war identisch.
Einzig die Einstellungen bei der
Schleifleistenüberwachung
waren verändert worden. Trotzdem konnte der jeweils andere Bügel als
Ersatz verwendet werden.
Schliesslich waren noch die
Triebzüge
der Baureihe RABe 524. Diese Züge hatten einen zweiten
Stromabnehmer
nach den Normen für Italien erhalten. Daher wurde der Stromabnehmer rot
gestrichen und mit
Schleifleisten
aus Kupfer ausgerüstet. Zur Verminderung der Reibung mussten diese jedoch
geschmiert werden. Bei der Breite entsprachen die Leisten jedoch dem
Modell für die Schweiz, so dass auch hier ein Notbügel vorhanden war.
Die vom gehobenen
Stromabnehmer
auf das Fahrzeug übertragene
Spannung
aus der
Fahrleitung
wurde der
Dachleitung
zugeführt. Diese führte über die Zwischenwagen zu den jeweiligen
Triebköpfen.
Dabei wurden, dort wo vorhanden, die beiden Stromabnehmer miteinander
verbunden. Jedoch war natürlich auch der weitere Verlauf der elektrischen
Versorgung angeschlossen worden. Es gab jedoch keine von den
Stromsystemen
getrennte Dachleitung. Nicht mehr verwendet wurde, die auf Isolatoren abge-stützte Stromschiene. An deren Stelle wurde ein Hochspann-ungskabel verwendet. Dieses konnte auf dem Dach abgelegt werden, dadurch entstand auch bei hohen Geschwindig-keiten kein unnötiger Lärm.
Das Kabel bot zudem den Vorteil, dass bei den
Gelenken
keine aufwendige Konstruktion erstellt werden musste. Die
Dachleitung
wurde somit stark vereinfacht. Danach verzweigte sich der Leitungsfluss auf die Antriebs-stränge der jeweiligen Triebköpfe. Die nun folgende elektri-sche Ausrüstung war daher redundant aufgebaut worden. So führte ein schwerer Fehler in einem Antriebsstrang nicht zum Ausfall des Fahrzeuges und der Triebzug konnte mit halber Leistung noch weiter verkehren.
Dadurch erreichte man eine sehr hohe
Verfügbarkeit des Zuges. Beim Beschrieb kann man sich daher auf
einen
Triebkopf
beschränken. Da wir drei unterschiedliche Spannungen aus der Fahrleit-ung beziehen konnten, musste der nachfolgende Verlauf der Energie geteilt werden. Dabei unterteilten sich diese jedoch nur in Wechsel- und Gleichstrom.
Da nur die Baureihe RABe 524 mit
Gleichstrom
verkehren konnte, beginnen wir mit den anderen drei Varianten. Dabei waren
die Reihen RABe 521 und RABe 523 grundsätzlich gleich aufgebaut worden und
müssen nicht unterschieden werden.
Wir können daher den Teil für
Wechselstrom
anhand der Baureihe RABe 522 ansehen. Dieser
Triebzug konnte sowohl unter 15 000
Volt
16.7
Hertz
und 25 000 Volt und 50 Hertz eingesetzt werden. Die hier erwähnten Punkte
galten daher, sofern nichts anderes erwähnt wurde, auch für die tiefere
Spannung
und damit für die Varianten RABe 521 und RABe 523, die nur mit der in der
Schweiz üblichen Spannung verkehren konnten. Vorgreifend kann erwähnt werden, dass die Triebzüge der Baureihe RABe 523, die nach der Entwicklung der Reihe RABe 522 ausgeliefert wurden, speziell waren.
Diese Züge waren vom technischen Aufbau her so ausge-führt worden,
dass sie auch mit 25 000
Volt
und 50
Hertz
hätten verkehren können. Die entsprechende
Spannung
wurde jedoch von der
Leittechnik
nicht unterstützt und stand daher auch nicht zur Verfügung. Seit einigen Jahren war es üblich, dass die Spannung der Fahrleitung nach dem Heben des Stromabnehmers ange-zeigt wurde. Daher war dazu vor dem Hauptschalter ein Primärstromwandler eingebaut worden.
Diesen
Primärstromwandler
benutzte man nicht nur zur An-zeige, sondern damit wurde auch erfasst,
welches System von der
Fahrleitung
angeboten wurde. Daher wurde das Sig-nal der Steuerung und nicht der
Anzeige im
Führerstand
zu-geführt.
An der
Dachleitung
angeschlossen war der
Hauptschalter.
Dieser hatte die Aufgabe den
Triebkopf
von der
Fahrleitung
zu trennten. Dadurch konnte jeder
Endwagen
unabhängig abgeschaltet werden. Dieser Schalter wurde mit dem
Erdungsschalter
und dem
Überspannungsableiter
ergänzt. Es entstand dabei eine einheitliche Baugruppe. Bei den
Triebzügen RABe 521, 523 und 524 wurde dieser
Ableiter für die niedere
Spannung
von 15 000
Volt
eingestellt.
Man verwendete einen
Vakuumhauptschalter
vom Typ RM531. Diese neuartigen
Hauptschalter
zeichneten sich durch ein geringeres Gewicht und eine sehr hohe
Kurzschlussleistung aus. So war jeder Hauptschalter in der Lage
Kurzschlüsse
mit einer
Leistung
von 375 MVA sicher abzuschalten. Auch hier wurde auf das bewährte Modell
der Baureihe RABe 520 zurückgegriffen. Die höhere
Spannung
von 25 000
Volt
bildete dabei kein Problem. Die Triebzüge wurden mit einem Ver-brauchszähler für die Energie verseh-en. Solche Einrichtungen waren in einigen Ländern vorgeschrieben und sie dienten dazu, den Verbrauch, wie in einem normalen Haus, zu erfassen.
Wie bei Ihnen, wo das Gerät nach den Hauptsicherungen eingebaut
wurde, war es bei den Zügen unmittelbar nach dem
Hauptschalter
eingebaut worden. Die Bahnen bezahlten so nur die bezo-gene Energie. Ein weiteres Hochspannungskabel lei-tete die geschaltete Spannung der Fahrleitung vom Hauptschalter zum Transformator weiter. Die in diesem Bereich benötigten Iso-latoren waren jedoch nicht mehr aus Porzellan. Vielmehr kamen neu ent-wickelte Stützisolatoren aus Silikon zur Anwendung.
Deren Vorteil lag bei der geringeren Anfälligkeit auf
Beschädigungen. Zu-dem waren sie etwas leichter, was jedoch eher
vernachlässigt werden konnte.
Der
Transformator
selber wurde eben-falls auf dem Dach montiert und diente gleichzeitig als
Abdeckung für die
Maschinenräume.
Er musste auf dem Dach montiert werden, da der sonst bei
Triebwagen
verwendete Platz unter dem Fahrzeugboden nicht zur Verfügung stand. Dabei
kamen jedoch nicht bei allen Modellen die gleichen Transformatoren zum
Einbau. Jedoch war die zweite
Spannung
nur ein Grund für die Anpassung.
Bevor wir die Anpassungen der
Spulen
ansehen, müssen wir ein Wort über deren
Isolation
und
Kühlung
verlieren. Mit Ausnahme der Modelle nach dem Baumuster Flirt 3 wurden
Transformatoren
verwendet, die mit Flüssigkeit gekühlt wurden. Das dabei verwendete
Transformatoröl
war nicht mit
PCB
durchsetzt worden und es diente auch zur Verbesserung der Isolation. Die
Kühlung erfolgte unmittelbar beim Transformator mit einer angebaut
Kühleinheit. Die Leistung des Transformators war so ausgelegt worden, dass die Kühleinheit nicht ständig unter voller Leistung arbeiten musste und daher über thermische Reserven verfügte.
Das führte dazu, dass das
Transformatoröl
von der
Ölpumpe
durch den
Kühler
gepresst wurde, dessen
Ventilation
jedoch nur lief, wenn dies auf Grund der Tem-peratur erforderlich war. So
konnten die Geräusche der
Ventilatoren
verringert werden. Bei den neusten Triebzügen der Baureihe RABe 523, also jene Modelle, die nach dem Muster Flirt 3 gebaut wurden, gab es Änderung. Hier kam ein Transformator zur Anwendung, der kein Öl mehr benötigte.
Die
Kühlung
dieser Trockentransformatoren erfolgte ausschliesslich durch das Material
und durch den Fahrtwind. Der Vorteil lag bei der Tatsache, dass die
Belastungen bei einem Defekt geringer waren. So konnte kein
Öl
in die Umwelt gelangen. Kommen wir zum elektrischen Aufbau des Transformators und dabei werden Sie vermutlich ein paar Überraschungen erleben. Die bei Wechselstrom genutzte Primärwicklung besass keinerlei Anzapfungen.
Damit ein Stromfluss erfolgen konnte, wurde die
Spule
über die an den
Achsen
montierten
Erdungsbürsten
mit den
Schienen
verbunden. So entstand ein geschlos-sener
Stromkreis
und es konnte
Leistung
übertragen werden.
Bevor wir nun mit dem
Transformator
weiterfahren können, müssen wir uns der Baureihe RABe 524 und dem dort
verwendeten
Gleichstrom
zuwenden. Das mag Sie etwas überraschen, jedoch werden sie dann schnell
erfahren, warum ich diesen Weg gewählt habe. Wichtig ist, dass wir nun
wieder zur
Dachleitung
zurückkehren müssen, denn dort trennte sich der Strang für Gleichstrom von
dem Pfad, den wir bereits kennen.
Die zusätzlichen Bauteile der Ausrüstung für
Gleichstrom
fanden in der Ausführung der Reihe RABe 523 schlicht keinen Platz mehr.
Daher musste auf die Sitzreihe über dem
Triebdrehgestell
verzichtet werden. So hatte man den erforderlichen Platz gewonnen. Jedoch
hatten die Teile auch Auswirkungen auf das Gewicht. Daher wurde die Reihe
RABe 524 etwas schwerer. Doch nun zum Teil mit Gleichstrom. Auch dort
gelangte die
Spannung
vom
Stromabnehmer
zu einem
Hauptschalter. Dieser zweite Hauptschalter wurde benötigt, da-mit man die beiden Strompfade für Wechsel- und Gleichstrom klar trennen konnte. Der Grund fand sich im Verhalten des Transformators bei Gleich-spannung.
Dieser hätte in der
Primärwicklung
wegen dem fehlenden elektromagnetischen
Widerstand
zu einem
Kurzschluss
geführt. Vom Aufbau her war der
Hauptschalter
jedoch identisch und so kam kein neues Modell zur Anwendung. Nach dem Hauptschalter baute man einen Wech-selrichter ein. Dieser wurde über eine Eingangs-drossel mit der Gleichspannung versorgt und wandelte diese in einen Wechselstrom um. Der Eingangsbereich dieses Wechselrichters wur-de schliesslich mit den Erdungsbürsten und somit mit den Schienen verbunden.
Man erzeugte so einen einfachen einphasigen
Wechselstrom,
der jedoch mit einer festgelegten
Spannung
arbeitete. Dank der Eingangsdrossel konnte der Wechsel-richter auch mit geringerer Spannung als den formell vorhandenen 3 000 Volt betrieben wer-den.
Das war erforderlich, weil in diesen Netzen immer wieder grosse
Schwankungen auftreten konnten. Jedoch war es so theoretisch auch möglich,
den
Triebzug mit einer
Spannung
von 1 500
Volt
Gleichstrom
zu betreiben. Lediglich die Einhaltung der maximalen
Ströme musste dann geändert werden.
Ab dem vorgestellten
Wechselrichter
wurde dann eine eigene
Spule
im
Transformator
mit
Spannung
versorgt, womit wir bereits wieder zum Strang der Ausrüstung für
Wechselstrom
gelangen. Die Unterschiede zwischen Gleich- und Wechselstrom, sowie
zwischen den beiden
Frequenzen
endeten nun im Transformator und genauer gesagt, bei dessen sekundären
Wicklung.
Wobei es gerade hier eine Abweichung gab, die eine Folge der Entwicklung
war.
Die sekundäre
Wicklung
des
Transformators
war mit einer speziellen
Anzapfung
versehen worden. Dabei erfolgte mit dieser Anzapfung die Umschaltung
zwischen 25 000
Volt
und 15 000 Volt. Die
Triebzüge der Baureihen RABe 521 und die RABe 523
mit den Nummern 523 001 – 523 012 besassen diese Anzapfung nicht, da die
Variante für 25 000 Volt und 50
Hertz
erst nach deren Auslieferung entwickelt wurde. Doch nun zu den restlichen
RABe 523.
Die für reinen Betrieb mit 15 000
Volt
und 16.7
Hertz
ausgelegten RABe 523 hatten mit Ausnahme der erwähnten Nummern, diese
Anzapfung
auch. Hier wurde jedoch nur der Anschluss für diese
Spannung
verwendet. Das war auch bei der Reihe RABe 524 der Fall. Technisch war
diese jedoch so aufgebaut worden, dass sie unter vier verschiedenen
Stromsystemen
hätte verwendet werden können. Lediglich die dazu erforderliche
Umschaltung fehlte.
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